Digestión
en la Vaca Lechera
Introducción
La vaca lechera y otros animales
como ovejas, cabras, búfalos, camellos y jirafas son herbívoros
cuyas dietas están compuestas principalmente de materia
vegetal. Muchos herbívoros también son rumiantes. Los
rumiantes son fácilmente identificados porque mastican la
comida aún cuando no ingieren alimentos.
Esta acción de masticación se
llama rumiación y es parte del proceso que permite al rumiante
obtener energía de las paredes de las células de las plantas,
también llamadas fibras.
Figura 1: El sistema digestivo de
una vaca incluye un estómago con cuatro cavidades.
La fibra es la estructura que da
fuerza y rigidez a las plantas y es el componente principal de los
tallos de gramíneas y otras plantas. Los azucares complejos
(celulosa y hemicelulosa) se encuentran encerrados en las
paredes de las células e inaccesibles para animales
no-rumiantes. Sin embargo, la población de microbios que vive
en el retículo y el rumen (Figura 1) permite a la vaca
obtener energía de la fibra.
Compuestos de nitrógeno no-proteíco
(NNP) no pueden ser utilizados por los animales no-rumiantes,
pero las bacteria del rumen los utilizan como precursores para
el síntesis de proteína. La vaca se beneficia de los aminoácidos
de la proteína bacteriana producida de las sustancias de nitrógeno
en los alimentos.
Las cuatro cavidades
estomacales
El retículo y rumen son los
primeros cavidades de los rumiantes. El contenido del retículo
es mezclado con los del rumen casi continuamente (una vez por
minuto). Ambas cavidades comparten una población densa de
microorganismos (bacteria, protozoos y hongos) y frecuentemente
son llamados el "retículo-rumen." El rumen es un
vaso de fermentación grande que puede contener hasta 100-120 Kg.
de materia en digestión. Las partículas de fibra se quedan en
el rumen de 20 a 48 horas porque la fermentación bacteriana es
un proceso lento.
El retículo es una intersección
de caminos donde partículas que entran o salgan del rumen están
separadas. Solo las partículas que tienen un tamaño pequeño
(<1-2 mm) o son densos (>1.2 g/ml) pueden pasar a la
tercer cavidad.
Cuadro 1: Utilización de varias
fuentes de energía y nitrógeno por rumiantes y no-rumiantes.
|
Ejemplo |
No-rumia |
Rumiante
|
ENERGÍA
|
|
|
|
Azucares
|
Melaza |
+ |
+ |
Almidón |
Racimos |
+ |
+ |
celulosa |
Pajas |
0 |
+/- |
PROTEÍNA |
|
|
|
NNP1 |
Urea |
0 |
+ |
Proteína
verdadera |
Soja |
+ |
+ |
1 NNP = nitrógeno
no-proteína; + totalmente disponible, +/- parcialmente
disponible, 0 no disponible
Omaso
La tercer cavidad o omaso se parece
a un fútbol y tiene una capacidad de aproximadamente 10 Kg. El
omaso es un órgano pequeño que tiene una alta capacidad de
absorción. Permite el reciclaje de agua y minerales tales como
sodio y fósforo que pueden retornar al rumen a través de la
saliva. El omaso no es esencial, sin embargo es un órgano de
transición entre el rumen y el abomaso, que tienen modos muy
diferentes de digestión.
Abomaso
La cuarta cavidad es el abomaso.
Esta cavidad parece al estomago de los animales no-rumiantes.
Secreta ácidos fuertes y muchas enzimas digestivas. En los
animales no-rumiantes, los alimentos primeros son digeridos en
el abomaso. Sin embargo en rumiantes, los alimentos que entran
el abomaso son compuestos principalmente de partículas
no-fermentadas de alimentos, algunos productos finales de la
fermentación microbiana y los microbios que crecieron en el
rumen.
Glosario
Absorción es la transición de
los productos de digestión y otras sustancias sencillas del
tracto digestivo hacia la sangre.
Amortiguadores son compuestos
secretados en la saliva o agregados a la dieta para ayudar en
mantener un ambiente estable en el rumen para promover la
digestión de alimentos y crecimiento bacteriana.
Digestión es el primer paso en
una serie de procesos que separan las partículas complejas
(alimentos o microbios) para formas sustancias sencillas que
pueden ser utilizadas por el cuerpo. Un ácido fuerte y muchas
enzimas digestivas son secretados en el tracto digestivo.
Metabolismo refiere a los cambios
en los productos absorbidos (nutrientes) durante su utilización
en el cuerpo. Los nutrientes pueden ser degradados por los órganos
del cuerpo para producir energía y para mantener funciones
vitales y lograr trabajo (alimentación, ruminación, ambulación).
Los nutrientes pueden ser utilizados también como precursores
para el síntesis de tejidos (músculos, grasa) y en el caso de
las vacas lecheras el síntesis de leche.
Órganos del tracto Digestivo
1 - Ruminación (destrucción de
partículas) y producción de saliva (amortiguadores)
* La rumiación reduce el tamaño
de las partículas de fibra y expone los azucares a la
fermentación microbiana.
* Producción de 160-180 litros
de saliva cuando una vaca mastica 6-8 horas por día, pero menos
de 30-50 litros si el rumen no es estimulado (demasiado
concentrado en la dieta).
* Los amortiguadores en la saliva
(bicarbonato y fosfato) neutralizan los ácidos producidos por
fermentación microbiana, manteniendo un acidez neutral que
favorece la digestión de fibra y crecimiento de microbios en el
rumen.
2 - Retículo-rumen (fermentación)
*Retención de partículas
largas de forrajes que estimulan la ruminación.
* La fermentación microbiana
produce (1) ácidos grasos volátiles (AGV) como producto final
de la fermentación de celulosa y hemicelulosa y otros azucares
y (2) una masa de microbios con alta calidad de proteína.
* Absorción de AGV a través de
pared del rumen. Los AGV son utilizados como la fuente principal
de energía para la vaca y como precursores de la grasa de la
leche (trigliceridas) y azucares en la leche (lactosa).
* Producción de hasta 1000
litros de gases cada día que son eructados.
3 - Omaso (reciclaje de algunos
nutrimentos)
* Absorción de agua, sodio, fósforo
y AGV residuos.
4 - Abomaso (digestión ácido)
* Secreción de ácidos fuertes y
enzimas digestivas.
* Digestión de alimentos no
fermentados en el rumen (algunas proteínas y lípidos).
* Digestión de proteínas
bacterianas producidas en el rumen (0.5 a 2.5 Kg. por día).
5 - Intestino delgado (digestión y absorción)
* Secreción de enzimas
digestivas por el intestino delgado, hígado y páncreas
* Digestión enzimática de
carbohidratos, proteínas y lípidos.
* Absorción de agua, minerales y
productos de digestión: glucosa, aminoácidos y ácidos grasas.
6 - Ciego (fermentación) y
intestino grande
* Una población pequeña de
microbios fermentan los productos de digestión no absorbidos.
* Absorción de agua y formación
de heces.
En la Práctica:
* Los animales rumiantes pueden
utilizar una gran variedad de fuentes de alimentos comparados
con los animales no-rumiantes. Los microbios que viven en el retículo
rumen permiten a los rumiantes convertir los alimentos fibrosos
(forrajes, residuos de cultivos y agroindustria) y el nitrógeno
no-proteína (amoníaco, urea) en alimentos altamente nutritivos
y aceptable para los seres humanos (carne y leche).
* Los alimentos fibrosos son
esenciales para la salud de la vaca porque mantienen la rumiación
y la producción de la saliva que son necesarias para la función
correcta del rumen y los microbios que viven allí
* Una vaca puede comer forrajes
(de baja energía) y concentrados (de alta energía), sin
embargo, la adición de altas cantidades de concentrados a una
ración debe ser progresiva ( 4 a 5 días) para permitir la
población de bacteria en el rumen a adaptarse a la nueva dieta.
* Los heces de rumiantes son
ricos en materia orgánica (microbios no-digeridos) y son
fertilizantes excelentes.
Las Bacterias del Rumen
El rumen
provee un ambiente apropiado, con un suministro
generoso de alimentos, para el crecimiento y reproducción de
los microbios. La ausencia de aire (oxigeno) en el rumen
favorezca el crecimiento de especies especiales de bacteria,
entre ellos las que pueden digerir las paredes de las células
de plantas (celulosa) para producir azucares sencillos
(glucosa). Los microbios fermentan glucosa para obtener la energía
para crecer y ellos producen ácidos grasas volátiles (AGV)
como los productos finales de fermentación.
Los AGV
cruzan las
paredes del rumen y sirven como fuentes de energía para la vaca.
Mientras que crecen los microbios
del rumen, producen aminoácidos, las piedras fundamentales para
proteínas. Las bacteria pueden utilizar amoniaco o urea como
fuentes de nitrógeno para producir aminoácidos. Sin la conversión
bacteriana, el amoníaco y la urea sean inútil para la vaca.
Sin embargo, las proteínas bacterianas producidas en el rumen
son digeridas en el intestino delgado y constituyen la fuente
principal de aminoácidos para la vaca.
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